题目内容
【题目】钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资．自然界中钨矿石的主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4)，还含少量Si、P、As的化合物．由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如图：
已知：①滤渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2．
②上述流程中，除最后一步外，其余步骤钨的化合价未变．
③常温下钨酸难溶于水．
回答下列问题：
（1）钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中钨元素的化合价为__________，请写出MnWO4在熔融条件下发生碱分解反应生成MnO2的化学方程式__________。
（2）上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸调pH=10后，溶液中的杂质阴离子确SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等，则“净化”过程中，加入H2O2时发生反应的离子方程式为__________，滤渣Ⅱ的主要成分是__________。
（3）已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小．图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线，则T1时Ksp(CaWO4)=__________molL-1．将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙，发生反应的离子方程式为__________，T2时该反应的平衡常数为__________molL-1。
（4）硬质合金刀具中含碳化钨(WC)，利用电解法可以从碳化钨废料中回收钨．电解时，用碳化钨做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液，阳极析出钨酸并放出CO2．该阳极反应式为__________。
【答案】（1）+6；2MnWO4+O2+4NaOH
2MnO2+2Na2WO4+2H2O；
（2）H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O；MgSiO3、MgHAsO4、MgHPO4；
（3）1×10-10；WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-；1×103；（4）WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+
【解析】
试题分析：（1）钨酸盐FeWO4为钨酸亚铁，钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中铁、锰的化合价都为+2价，设钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中钨元素的化合价为+x，因化合物中正负化合价代数和为零，则+2+x+(-2)×4=0，解得x=+6，黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，根据流程图的提示知，黑钨矿在空气中熔融生成WO42-、MnO2，、Fe2O3等，其中转化中生成MnO2的化学反应方程式为2MnWO4+O2+4NaOH2MnO2+2Na2WO4+2H2O，故答案为：+6；2MnWO4+O2+4NaOH2MnO2+2Na2WO4+2H2O；
（2）根据以上分析，加入H2O2的目的是将HAsO32-氧化成HAsO42-，离子方程式为H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O，滤液I中存在SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等离子，经过调解pH值后，加入氯化镁，Mg2+沉淀SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等离子，滤渣Ⅱ的主要成分是MgSiO3、MgHAsO4、MgHPO4，故答案为：H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O；MgSiO3、MgHAsO4、MgHPO4；
（3）T1时KSP(CaWO4)=c(Ca2+)c(WO42-)=1×10-5×1×10-5=1×10-10，将钨酸钠溶液加入石灰乳，发生复分解反应，氢氧化钙和钨酸根离子反应生成钨酸钙沉淀，反应的离子方程式为：WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-，T2时，C(OH-)=10-2mol/L，c(WO42-)=10-7mol/L，平衡常数K等于生成物平衡浓度系数次方之积和反应物平衡浓度系数次方之积，即K=
=
=1×103，故答案为：1×10-10；WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-；1×103；
（4）电解时，阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H++2e-=H2↑，阳极是碳化钨失去电子，发生氧化反应：WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+，故答案为：WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+。
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